金属铝的特殊性.doc

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1、可怕的氧化铝【问题和实验】分别用同等大小的铝分别与1mol/l 盐酸、硫酸、磷酸 、氢溴酸、氢碘酸、氢氟酸、乙酸、甲酸 、草酸、酒石酸、丙酸、丁酸、乳酸、葡萄糖酸、顺丁烯二酸等反应后 发现常温下只有氢氟酸反应迅速，磷酸、盐酸和氢溴酸极为缓慢 ，硫酸几乎没现象 ，其余酸无现象。加热后，氢氟酸反应剧烈， 盐酸和磷酸反应较快， 硫酸和草酸开始反应 ，其余酸都不反应 我就觉得铝是一个比铁活泼的金属 ，铁都能和弱有机酸反应， 而铝则不反应！铝制品的表面虽然有致密的保护膜，不易被氧化，但是当有较活泼的元素（如卤素）的离子存在时，氧

2、化膜将这些离子吸附在表面，取代了膜中氧形成新的化合物。例如，有氯离子存在时，就会使一部分保护膜变成氯化铝，氯化铝易溶于水，因而使保护膜的结构遭到破坏，产生了孔隙，有害物质就可能渗入内部，加速铝制品的腐蚀。 【计算比较】（1）还有就是笔者认为醋酸铁(CH3COO)3Fe不存在因为查表得Fe(OH)3 Ksp=5×10-381mol/L的Fe3＋开始沉淀pH＝1.57而1mol/L的HAc溶液pH＝2.37Fe3＋是比HAc更强的酸！这也可以说明，为什么铁和醋酸反应只能得到Fe2+了。（2）计算得1mol/L的Al3＋开始

3、沉淀pH＝3.02计算得1mol/L的HAc溶液pH＝2.37HAc酸性比Al3＋酸性强，理论上说，铝可以和醋酸反应，但事实上却不可以。【原因分析】1、主要原因是因为铝表面存在氧化膜的存在。2、把氧化膜刮了也没用，因为没有氧化膜的铝遇到水会立刻反应生成氧化膜！(资料：而在潮湿的空气中，自然生长的氧化膜厚度可达数微米(10-6m)。)3、盐酸和氢氟酸倒能比较好反应的原因主要从以下方面考虑：①Cl-和F-离子半径小，可以比较好地与Al3+离子得到配合物，铝离子能形成比Al(H2O)63+稳定得多的、不易被吸附的配离子如Al

4、F63-，AlCl4-。②氧化铝薄膜虽然致密，但有少部分表面氧原子在H+或路易斯酸的影响下脱离表面，致使有些铝原子暴露出来。然后，铝原子在亲核试剂诱导下离开表面，（同时使表面产生缺陷）。但是，氧化铝薄膜对铝离子有极强的吸附力，如果铝离子只是形成Al(H2O)63+这样简单的配离子，仍然会被吸回来，以铝离子的形态固定在表面。然后，再吸引水分子，并释放质子，重新形成氧化铝。③但如果形成AlF63-，AlCl4-离子就不一样了，因为这些离子被氧化膜吸附的可能性大大降低，氧化铝薄膜就会不断被消耗，反应就不断进行了。④还有一种说

5、法就是：穿透效应”，所谓“穿透效应”可能可以归结到“亲核试剂诱导”之中。事实上如果真有穿透效应，也一定是与配位效应相辅相成。也就是说和上面所讲的是一个道理。【初步结论】决定铝和酸反应的速率因素：1、是否生成配离子（最主要）；2、酸的浓度和强度；3、酸根离子的半径大小（决定酸根是否能穿透氧化铝薄膜取代氧化铝中的氧原子，从而使之溶解）；4、反应生成的铝盐是否可溶于水！【实验验证】铝和浓盐酸反应最快的原因是: 1、生成了配离子(最主要的原因）Al+HCl（浓）=HAlCl4+H2 随着反应进行，HAlCl4+Al=AlCl3

6、+H2 2、浓盐酸酸性很强（次要原因） 3、氯离子半径较小，可以取代氧化铝中氧，生成三氯化铝，促进反应。【资料检索】Aluminium chloride in aqueous solution.If aluminium chloride is dissolved in a large amount of water the solution is acidic, but this has nothing to do with formation of hydrochloric acid. The solution co

7、ntains hydrated aluminium ions and chloride ions:AlCl3(s) + 6H2O(l) → [Al(H2O)6]3+(aq) + 3Cl-(aq)The hexaqua complex ion behaves exactly like ions of similar type formed from transition metals; the small, highly charged metal ion polarises (withdraws electron de

8、nsity from) the water molecules that are attached to the aluminium ion through dative covalent bonds. This makes the hydrogen atoms d+ and susceptible to attack from